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El Nobel de Química premia un sector que suscita entusiasmo en la industria


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El Nobel de Química 2021 premió los grandes avances en las últimas décadas en la producción de las moléculas de síntesis, gracias a los catalizadores orgánicos, utilizados tanto en la investigación farmaceútica como en la industria.

El principio del catalizador químico fue descubierto en el siglo XIX. Se trata de utilizar una molécula para romper las de otra sustancia, o unir diferentes moléculas para crear nuevos materiales. Una técnica que ha contribuido al auge de la química moderna.

Hasta el año 2000 solo se conocían y utilizaban dos tipos de catalizadores: las enzimas -proteínas que permiten las reacciones químicas necesarias para la vida- o los metales. 

Las enzimas son utilizadas en la farmacia, la industria plástica, los perfumes y los agentes potenciadores de sabor.

Benjamin List, un investigador alemán del estadounidense Instituto de Investigaciones Scripps estaba trabajando justamente sobre la creación de nuevas enzimas en los años 1990 cuando tuvo una intuición que ahora le ha valido el Nobel, junto al británicoestadounidense David MacMillan.

Una enzima generalmente está constituida de centenares de aminoácidos. List quiso averiguar si uno solo de esos aminoácidos sería suficiente para provocar una catálisis de reacción química.

Para ello, desempolvó viejas investigaciones que habían sido abandonadas 25 años antes sobre una de esas sustancias, la prolina.

Este científico comprobó que ese aminoácido no solamente coadyudaba en una reacción con átomos de carbono, sino que permitía una catálisis conocida como asimétrica (cuando la reacción produce dos variantes de una misma molécula, con cualidades distintas). 

Un ejemplo es la molécula del limoneno, que aparece en dos variantes, una con olor de limón y la otra de naranja.

Benjamin List comprendió rápidamente, al publicar su investigación en enero de 2000, el interés que suscitaba su descubrimiento: la prolina es un producto simple, barato y poco contaminante.

Bajo costo y muy robusto

Paralelamente, en su laboratoio californiano de Berkeley, David MacMillan presentaba para publicación sus trabajos sobre los catalizadores a base de moléculas orgánicas, es decir, las que permiten construir las moléculas vivientes.

MacMillan constató que los catalizadores a base de metales eran escasamente utilizados, a causa de las dificultades que entrañaban. Por otra parte, a menudo se trata de metales pesados, nocivos para el medio ambiente.

MacMillan seleccionó varias moléculas orgánicas y puso a prueba su capacidad de unir átomos de carbono, con éxito. Bautizó su método como «organocatálisis«.

Como señala la Academia Real de Ciencias sueca, esos descubrimientos provocaron una «fiebre del oro» para identificar nuevos organocatalizadores.

En particular porque «para la industria, los catalizadores orgánicos tienen la ventaja de ser accesibles, de bajo costo y muy robustos, contrariamente a los demás catalizadores», explica a la AFP Sami Lakdhar, investigador de la universidad Paul Sabatier de Toulouse. 

Los organocatalizadores permiten igualmente reacciones químicas «en cadena» que reducen la cantidad de operaciones necesarias para lograr el material final, con ahorros sustanciales en materia de tiempo, materiales y energía.

Son además muy utilizados en la investigación farmacéutica porque permiten aislar una sustancia precisa.

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